JP2016186399A

JP2016186399A - 保冷容器及び位置決めフランジ

Info

Publication number: JP2016186399A
Application number: JP2015066958A
Authority: JP
Inventors: 駒田　稔; Minoru Komada; 稔駒田
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2016-10-27
Anticipated expiration: 2035-03-27
Also published as: JP6324341B2

Abstract

【課題】手作業での保管対象の収容・取り出しが容易であり、内部の超低温の維持時間も長くすることができるとともに、保管対象の収容・取り出しの自動化のための構成が単純化される保冷容器及び位置決めフランジを提供する。
【解決手段】上方が開口した容器本体の内部で保管対象を支持するステージユニットを有する保冷容器であって、ステージユニットが保管対象を載置するステージ部材１２１と、ステージ部材１２１の外縁から上下方向に伸びる支持アーム１２２とを有し、位置決め部１３０が支持アーム１２２を位置決め固定するステージ支持部１３１を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、上方が開口した容器本体と、前記容器本体の内部で保管対象を支持するステージユニットとを有する保冷容器及び位置決めフランジに関するものであり、特に、極低温の環境下で保管された保管対象を、冷凍保管庫から取り出して移動や一時保管するのに好適な保冷容器及び位置決めフランジに関するものである。

化学、生化学、生体学、製薬などの基礎研究あるいは応用研究においては、大量の生体サンプル、臨床サンプル、化学合成物などの試料を検査等のために保管している。
例えば、創薬研究プロセスにおいて、生体活性等を調査するため、多種多様な検査、実験のために微量で多数の試料を取り扱うことが必要であり、マイクロ（テスト）チューブ等の容器に収容された試料を、素早く低温とし、低温の安定した環境のもとで大量に保管するとともに、任意の試料を迅速に取り出し、取り出された後も実験等に使用するまでの間は、低温に維持する技術が欠かせない。
そこで、試料を低温で移動や一時保管するための小型の保冷容器が公知である（例えば特許文献１等参照。）。
さらに、小型で断熱性の容器本体を用い、容器本体の内部に液体窒素を入れ、容器本体内を極低温とすることも考えられる。
その際には、保冷容器の底部に所定の液体窒素の量を確保しつつ、保管対象を液体窒素の液面より上方で支持するステージユニットを備えることが考えられる。

例えば、図９に示すように、試料を溶解した溶液をマイクロチューブＭＴと呼ばれる円筒状又は四角筒状の小型容器に注入し、このマイクロチューブＭＴをＳＢＳ（ＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＢｉｏｍｏｌｅｃｕｌａｒＳｃｒｅｅｎｉｎｇ）規格に準拠した１６行×２４列の合計３８４個の区画を有する保管プレートＲに縦列収容し、マイクロチューブＭＴの開口部を着脱可能なキャップＣで密封して保管や搬送を行うものが公知（例えば、特許文献２参照。）であり、このような保管プレートＲを多数極低温で冷凍保管するシステムも公知である。

このような保管プレートＲを保管対象とした保管システムにおいて用いられる保冷容器５００は、図１０乃至図１２に示すように、容器本体５１０の内部の液体窒素等の量を所定量確保できる所定の高さ位置に保管プレートＲを載置可能なステージ部材５２１が固定されている。
ステージ部材５２１は、網や多数の貫通孔を有する板等の通気性のある形状のものが使用される。
移動時や一時保管時には、容器本体５１０上部の開口には蓋部材（図示せず）が被せられ、内部を極低温状態に保つように構成されている。

特許５３３４２９９号公報特開２００７−３３０６１号公報

このような保冷容器５００を使用して保管プレートＲを保管システムから取り出して実験室で取り出すような場合、保管プレートＲの取り出しを作業者による手作業で行うこととなるため、ステージ部材５２１の位置を上方の開口から浅い位置にある方が作業に好適となる。
しかしながら、このことは、保冷容器５００の内部に置かれた試料を超低温に維持できる時間を短くする要因となった。
また、このような保冷容器５００は、保管プレートＲのステージ部材５２１上での位置や向きが特定されないため、保管プレートＲの収容・取り出しを自動化する場合、保管プレートＲをハンドリングする把持機構に、保管プレートＲの位置や向きを検出するセンサ類が必要となるとともに、把持機構自体も保管プレートＲの位置や向きに対応した動作機構が必要となるため、自動化のための機構が複雑となり、また、動作時間も余分にかかる。

本発明は、これらの問題点を解決するものであり、手作業での保管対象の収容・取り出しが容易であり、内部に置かれた試料の超低温の維持時間も長くすることができるとともに、保管対象の収容・取り出しの自動化のための構成が単純化される保冷容器及び位置決めフランジを提供することを目的とするものである。

本発明に係る保冷容器は、上方が開口した容器本体と、前記容器本体の内部で保管対象を支持するステージユニットとを有する保冷容器であって、前記容器本体が、位置決め部を有し、前記ステージユニットが、保管対象を載置するステージ部材と、前記ステージ部材の外縁から上下方向に伸びる支持アームとを有し、前記位置決め部が、前記支持アームを位置決め固定するステージ支持部を有することにより、前記課題を解決するものである。
本発明に係る位置決めフランジは、保管対象を支持するステージユニットを有する保冷容器の容器本体の開口部に取付可能な位置決めフランジであって、前記ステージユニットの支持アームを位置決め固定するステージ支持部と、前記容器本体の外部に露出した外部係合部とを有することにより、前記課題を解決するものである。

請求項１に係る保冷容器によれば、ステージユニットが保管対象を載置するステージ部材と、ステージ部材の外縁から上下方向に伸びる支持アームとを有し、位置決め部が支持アームを位置決め固定するステージ支持部を有することにより、支持アームを引き上げることでステージ部材を上昇させることができ、保管対象の収容・取り出しの際にはステージ部材を開口まで引き出し、あるいは、ステージユニット全体を外部に取り出すことで、手作業での保管対象の収容・取り出しが容易となるとともに、収容後はステージ部材の位置を開口から深い位置に位置決め固定可能であり、内部に置かれた試料の超低温の維持時間も長くすることができる。

請求項２に記載の構成によれば、ステージ部材が、保管対象を位置決めして載置するワーク載置部を有し、位置決め部の外部に面した部分に外部係合部を有することにより、容器本体の位置や姿勢を外部係合部により規定し、容器本体内での保管対象の位置や姿勢をワーク載置部により規定することで、保管対象の収容・取り出しを自動化する際に、保管対象をハンドリングする把持機構に対する保管対象の位置や姿勢を一意に決めることが可能となるため、センサ類や位置合わせのための動作機構を設ける必要がなく、保管対象の収容・取り出しの自動化のための構成が単純化される。
請求項３に記載の構成によれば、位置決め部が蓋部材の位置を規定する蓋係合部を有し、蓋部材が保管対象の把持機構で把持可能な形状の取手部を有することにより、把持機構の構成を変えたり、他の動作機構を設けることなく蓋部材の開閉を自動化することが可能となる。
請求項４に記載の構成によれば、位置決め部が容器本体の開口部に取付可能な位置決めフランジに設けられていることにより、高度な断熱性を必要とする容器本体を専用に設計したり特別に加工することなく、汎用の断熱性の容器等を使用して位置決め部を設けることが可能となる。

請求項５に記載の位置決めフランジによれば、ステージユニットの支持アームを位置決め固定するステージ支持部を有することにより、取付けられた保冷容器において、支持アームを引き上げることでステージユニットを上昇させることができ、保管対象の収容・取り出しの際にはステージユニットを開口まで引き出し、あるいは、ステージユニット全体を外部に取り出すことで、手作業での保管対象の収容・取り出しが容易となる。
また、保管対象の収容後はステージ部材の位置を開口から深い位置に位置決め固定可能であり、内部に置かれた試料の超低温の維持時間も長くすることができる。
また、容器本体の外部に露出した外部係合部とを有することにより、取付けられた保冷容器において、ステージユニットとして保管対象を位置決めして載置するワーク載置部を有したものを用いることで、保管対象をハンドリングする把持機構に対する保管対象の位置や姿勢を一意に決めることが可能となるため、センサ類や位置合わせのための動作機構を設ける必要がなく、収容・取り出しの自動化のための構成が単純化される。

請求項６に記載の構成によれば、蓋部材の位置を規定する蓋係合部をさらに有することにより、取付けられた保冷容器において、蓋部材の位置や姿勢を一意に決めることが可能となり、蓋部材の開閉を自動化することが容易となる。
請求項７に記載の構成によれば、断熱性の材料で形成されていることにより、取付けられた保冷容器において、位置決めフランジを取付けた開口部付近からの熱の流入を抑制でき、内部に置かれた試料の超低温の維持時間も長くすることができる。

本発明の第１実施形態に係る保冷容器及び容器置台の概略斜視図。保冷容器を容器置台に置いた際の一部カット斜視図。蓋を外した保冷容器及び容器置台の平面図。蓋を外した保冷容器及び蓋部材の平面図。ステージユニットの斜視図。ステージユニットを上昇させた保冷容器の斜視図。ステージユニットの上昇・下降の動作説明図。保管対象を把持機構によりハンドリングする動作説明図。保管対象である保管プレートの一例の斜視図。ステージ固定の保冷容器の斜視図。ステージ固定の保冷容器の一部カット図。ステージ固定の保冷容器の断面図。

本発明の一実施形態に係る保冷容器１００を、図１乃至図８に基づいて説明する。
保冷容器１００は、図１、図２などに示すように、上方が開口した容器本体１１０と、容器本体１１０の内部で保管対象を支持するステージユニット１２０と開口部を上方から閉塞する蓋部材１４０とを有している。
容器本体１１０の開口部には、ステージユニット１２０、蓋部材１４０及び容器置台１５０と容器本体１１０との相対的な位置を規定する位置決め部である位置決めフランジ１３０が取付けられている。
容器本体１１０は、作業者等が持ち運び可能とするためのハンドル１１１が取付けられており、位置決めフランジ１３０は、このハンドル１１１の取付部１１２に対して周方向の位置が規定される。

位置決めフランジ１３０は、図３、図４などに示すように、ステージユニット１２０の支持アーム１２２を位置決め固定するステージ支持部１３１と、容器置台１５０の容器位置決めピンと係合して容器置台１５０との位置を規定する外部係合部である外部係合穴１３２と、蓋部材１４０の位置を規定する蓋係合部である蓋位置決めピン１３３とを有している。
位置決めフランジ１３０は、内部を長時間低温に維持するために、熱伝動の少ない材質で形成するのが望ましい。
ステージユニット１２０は、図５、図６などに示すように、保管対象であるマイクロチューブＭＴを多数収容した保管プレートＲを載置するステージ部材１２１と、ステージ部材１２１の外縁から上方向に伸びる２本の支持アーム１２２とを有している。
ステージ部材１２１には、保管プレートＲの位置、姿勢を規定するワーク載置部１２３が設けられている。

また、支持アーム１２２の上端側には、位置決めフランジ１３０のステージ支持部１３１に位置決め固定される先端係合部１２４と、先端係合部１２４のさらに上方に引出把持部１２５を有している。
本実施形態では、位置決めフランジ１３０のステージ支持部１３１が凹状に形成され、支持アーム１２２の先端係合部１２４が、凹状のステージ支持部１３１に載置される形状に形成されており、さらに、先端係合部１２４には、ステージ支持部１３１に立設された支持アーム位置決めピン１３４に嵌合する係合孔１２６が設けられている。
なお、支持アーム１２２の先端の引出把持部１２５は、容器本体１１０の外方まで延びるため、内部に置かれた試料を長時間低温に維持するために、強度的に可能な限り断面積の小さな薄い板状とし、熱伝動を少なくするのが望ましい。

蓋部材１４０は、図２、図３、図４などに示すように、位置決めフランジ１３０の上方に載置されて容器本体１１０の開口部を上方から閉塞するように構成され、保管対象である保管プレートＲの把持機構で把持可能な形状の取手部１４１を有している。
容器本体１１０の開口部を上方から閉塞する際には、外周部に設けられた係合凹部１４２が、位置決めフランジ１３０に立設された蓋係合部である蓋位置決めピン１３３と係合して、位置、姿勢が規定される。
蓋部材１４０は、内部に置かれた試料を長時間低温に維持するために、熱伝動の少ない材質で形成するのが望ましい。

以上のように構成された本発明の一実施形態に係る保冷容器１００に保管プレートＲを収容・取り出しする際の動作について説明する。
まず、作業者が手作業で保管プレートＲの収容・取り出しを行う場合、図７に示すように、ステージユニット１２０が、容器本体１１０とは独立していることにより、支持アーム１２２の先端の引出把持部１２５を作業者が把持して、保管プレートＲを載置するステージ部材１２１が最も下方となる保管位置（図７の左の状態）から開口部近辺の位置（図７の右の状態）、さらには、完全に容器本体１１０から取り出した状態まで、自由に移動させ、適宜の位置で保管プレートＲの収容・取り出しを行い、最も下方となる保管位置（図７の左の状態）で保管される。
このように、ステージユニット１２０が移動可能に構成されているため、容器本体１１０が深いものであっても、保管時には、容器本体１１０の底部に収容されている液体窒素Ｎ等の冷媒の直近に保管プレートＲを位置させつつ、深い位置まで手を挿入することなく保管プレートＲの収容・取り出しを行うことができ、作業が容易となるとともに、容器本体１１０を深くして、低温を長く維持することができる。

次に、保管プレートＲの収容・取り出しを把持機構により自動的に行う場合、図８に示すように、容器置台１５０に位置決め固定された容器本体１１０に、上方から保管プレートＲの把持機構ＨＧを挿入することで、収容・取り出しが行われる。
この時、容器本体１１０の位置決め部である位置決めフランジ１３０によって、容器本体１１０が容器置台１５０に対して位置、姿勢が規定され、ステージユニット１２０が容器本体１１０に対して位置、姿勢が規定され、ワーク載置部１２３によって保管プレートＲがステージユニット１２０に対して位置、姿勢が規定される。

このことで、容器置台１５０の位置、姿勢に対して保管プレートＲの位置、姿勢が一意に決まるため、容器置台１５０と把持機構ＨＧの配置を固定すれば、センサ類を使用したり、位置合わせのための動作機構を追加することなく、把持機構ＨＧの単純な制御・動作によって保管プレートＲの収容・取り出しを行うことができる。
また、蓋部材１４０には把持機構ＨＧで把持可能な形状の取手部１４１を有し、容器本体１１０の位置決め部である位置決めフランジ１３０によって、蓋部材１４０と容器本体１１０との位置、姿勢も規定されているため、取手部１４１を保管プレートＲと同じ姿勢となるように設けることで、把持機構ＨＧの単純な制御・動作によって蓋部材１４０を自動的に開閉することも可能である。

上記実施形態では、保管プレートＲが長方形であり、水平面内で１８０°回転した方向で取り扱っても問題がないため、位置決め部である位置決めフランジ１３０の各構成を１８０°回転対称に配置したが、回転方向で一意に方向性を規定する必要がある場合には、一意に決まるように配置してもよい。
また、位置や姿勢を規定するための位置決め部の各構成は、ピン、孔、凹部、溝等のいかなる形状に形成してもよい。

１００、５００・・・保冷容器
１１０、５１０・・・容器本体
１１１・・・ハンドル
１１２・・・取付部
１２０・・・ステージユニット
１２１、５２１・・・ステージ部材
１２２・・・支持アーム
１２３・・・ワーク載置部
１２４・・・先端係合部
１２５・・・引出把持部
１２６・・・係合孔
１３０・・・位置決めフランジ（位置決め部）
１３１・・・ステージ支持部
１３２・・・外部係合穴（外部係合部）
１３３・・・蓋位置決めピン（蓋係合部）
１３４・・・支持アーム位置決めピン
１４０・・・蓋部材
１４１・・・取手部
１４２・・・係合凹部
１５０・・・容器置台
１５１・・・容器位置決めピン
ＭＴ・・・マイクロチューブ
Ｃ・・・キャップ
Ｒ・・・保管プレート（保管対象）
Ｎ・・・液体窒素
ＨＧ・・・把持機構

Claims

上方が開口した容器本体と、前記容器本体の内部で保管対象を支持するステージユニットとを有する保冷容器であって、
前記容器本体が、位置決め部を有し、
前記ステージユニットが、保管対象を載置するステージ部材と、前記ステージ部材の外縁から上下方向に伸びる支持アームとを有し、
前記位置決め部が、前記支持アームを位置決め固定するステージ支持部を有することを特徴とする保冷容器。
前記ステージ部材が、保管対象を位置決めして載置するワーク載置部を有し、
前記位置決め部の外部に面した部分に外部係合部を有することを特徴とする請求項１に記載の保冷容器。
前記開口部を上方から閉塞する蓋部材をさらに有し、
前記位置決め部が、前記蓋部材の位置を規定する蓋係合部を有し、
前記蓋部材が、保管対象の把持機構で把持可能な形状の取手部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の保冷容器。
前記位置決め部が、前記容器本体の開口部に取付可能な位置決めフランジに設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の保冷容器。
保管対象を支持するステージユニットを有する保冷容器の容器本体の開口部に取付可能な位置決めフランジであって、
前記ステージユニットの支持アームを位置決め固定するステージ支持部と、前記容器本体の外部に露出した外部係合部とを有することを特徴とする位置決めフランジ。
蓋部材の位置を規定する蓋係合部をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の位置決めフランジ。
断熱性の材料で形成されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の位置決めフランジ。